方形截面碳纖維增強(qiáng)聚合物鋼管混凝土軸壓柱承載力分析

根據(jù)大量的分析計(jì)算和試驗(yàn)結(jié)果，給出了方形截面鋼管混凝土（簡(jiǎn)稱(chēng)方鋼管混凝土）組合軸壓強(qiáng)度承載力、組合軸壓穩(wěn)定承載力和純彎構(gòu)件承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算公式，在此基礎(chǔ)上，推薦了方鋼管混凝土壓彎構(gòu)件承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算公式，并給出了包括組合軸壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、組合軸壓穩(wěn)定系數(shù)和構(gòu)件截面抗彎塑性發(fā)展系數(shù)等有關(guān)設(shè)計(jì)指標(biāo)的簡(jiǎn)化計(jì)算公式和表格，可供有關(guān)工程設(shè)計(jì)時(shí)參考。

方形截面鋼管混凝土壓彎構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)計(jì)算——根據(jù)大量的分析計(jì)算和試驗(yàn)結(jié)果，給出了方形截面鋼管混凝土(簡(jiǎn)禰方鋼管混凝土)組合軸壓強(qiáng)度承載力、組合軸壓穩(wěn)定承載力和純彎構(gòu)件承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算公式，在此基礎(chǔ)上，推薦了方鋼管混凝土壓彎構(gòu)件承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算公...

cfrp-鋼管混凝土軸壓短柱承載力分析 笫23卷第1期vo1.23no.1 2006年1月jan.2006 工程 eng眥ering 力學(xué) mechanics149 文章編號(hào):1000.4750(2006)01.0149.05 cfrp一鋼管混凝土軸壓短柱承載力分析 顧威,趙穎華,尚東偉2 (1.大連海事大學(xué)交通工程與物流學(xué)院,大連116026:2.沈陽(yáng)市建筑研究院,沈陽(yáng) 110016) 摘要:對(duì)cfrp.鋼管混凝土軸壓短柱這種新型構(gòu)件的受力性能進(jìn)行了理論分析,提 出了此類(lèi)構(gòu)件承載力計(jì)算的 基本假定;采用極限平衡法,推導(dǎo)出鋼管屈服時(shí)構(gòu)件承載力和碳纖維片拉斷時(shí)構(gòu)件 極限承載力的解析計(jì)算式;對(duì) 8根cfrp-鋼管混凝土軸壓短柱和4根鋼管混凝土柱的極限承載力進(jìn)行試驗(yàn)研究, 并將解析分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 比較,證明了提出的解析計(jì)算式的正確性

pi＝3.14159265pi=3.14159265 fc＝15(n/mm2)fc fy＝245(n/mm2)fy l0＝3.200(m)l0 dc＝500(mm)dc t＝10(mm)t φ＝0.822φ=if(l0/dc>4,1-0.115*sqrt(l0/dc-4),1) aa＝15707.96(mm2)aa=pi*dc*t ac＝196349.54(mm2)ac=pi*dc^2/4 θ＝1.31θ=(aa*fy)/(ac*fc) nu＝7.954e+06(n/mm2)nu=φ*fc*ac*(1+2*sqrt(θ)) b＝200(mm)上翼緣寬b t＝16(mm)上翼緣厚t bb＝350(mm)下翼緣寬bb tt＝16(mm)下翼緣厚tt hw1100(mm)腹板凈高h(yuǎn)0

介紹了方形、圓形鋼管混凝土極限承載力的理論計(jì)算方法,極限承載力理論計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比較為吻合,為圓形、方形鋼管混凝土極限承載力的設(shè)計(jì)提供一定的理論依據(jù)。

方鋼管混凝土柱截面承載力的計(jì)算——通過(guò)用數(shù)值計(jì)算程序算得16個(gè)不同寬厚比和強(qiáng)度比的典型截面的彎矩一軸力曲線．采用曲線擬臺(tái)的方法提出了方錒管混凝土截面強(qiáng)度的計(jì)算方法，計(jì)算值與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好

十字形截面方鋼管混凝土組合異形柱軸壓承載力試驗(yàn)

方形截面鋼管混凝土延性研究——通過(guò)對(duì)12個(gè)方形截面鋼管混凝土（以下簡(jiǎn)稱(chēng)為方鋼管混凝土）軸向壓縮的荷載—變形有關(guān)系的試驗(yàn)研究，考察了不同套箍系數(shù)下方鋼管混凝土的廷性指標(biāo)．證明了鋼管對(duì)核心混凝土約束的有效性。

鋼管混凝土復(fù)合柱(簡(jiǎn)稱(chēng)"復(fù)合柱")是以鋼管混凝土為柱肢、以鋼筋混凝土板為綴板的新型組合柱。復(fù)合軸壓短柱以綴板壓碎為破壞特征,鋼管混凝土柱肢沒(méi)有達(dá)到其自身的承載力。因此,在復(fù)合短柱的軸壓承載力疊加計(jì)算時(shí),鋼管混凝土柱肢的承載力應(yīng)進(jìn)行折減。本文采用有限元分析方法,通過(guò)變形協(xié)調(diào)條件,得到綴板壓碎時(shí),鋼管混凝土柱肢分擔(dān)的荷載,將其與其承載力的比值定義為柱肢承載力折減系數(shù)。討論了選取不同理論計(jì)算鋼管混凝土柱肢承載力時(shí)應(yīng)采用的折減系數(shù)值及其受套箍系數(shù)影響的規(guī)律。分析結(jié)果表明,當(dāng)采用統(tǒng)一理論計(jì)算鋼管混凝土柱肢承載力時(shí),對(duì)應(yīng)的柱肢承載力折減系數(shù)趨于一個(gè)定值;而采用極限平衡理論計(jì)算時(shí),折減系數(shù)隨著套箍系數(shù)的增大而減小,折減系數(shù)與套箍系數(shù)之間的關(guān)系可通過(guò)簡(jiǎn)單的線性擬合得到。

用試驗(yàn)與數(shù)值計(jì)算方法研究了普通方鋼管混凝土柱的軸壓承載能力。設(shè)計(jì)了2種復(fù)合截面方鋼管混凝土短柱,與普通方鋼管混凝土短柱做了對(duì)比軸壓試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,在受壓柱變形的過(guò)程中,加勁肋有效地抵抗了管壁的屈曲,加肋復(fù)合方鋼管混凝土柱的軸壓承載力有明顯提高。用數(shù)值方法對(duì)加肋復(fù)合方鋼管混凝土柱的軸力應(yīng)變?nèi)^(guò)程進(jìn)行了計(jì)算。計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。提出了軸壓承載力的簡(jiǎn)化計(jì)算方法。加勁肋是提高方鋼管混凝土柱承載力的有效途徑。

為了進(jìn)一步研究方鋼管-鋼骨混凝土偏心受壓柱的力學(xué)性能,采用疊加法推導(dǎo)了其在鋼管、鋼骨受拉、受壓區(qū)屈服條件下的承載力計(jì)算公式;分析了長(zhǎng)細(xì)比、偏心率、套箍率、配骨率等參數(shù)對(duì)偏壓構(gòu)件承載力的影響;通過(guò)算例對(duì)偏壓柱正截面承載力的計(jì)算過(guò)程進(jìn)行了演示。結(jié)果表明:偏心率的增大使承載力迅速降低;隨著長(zhǎng)細(xì)比的增加,構(gòu)件的承載力呈直線下降;套箍率、配骨率的增加可以顯著提高構(gòu)件的承載力;得出的偏壓承載力的計(jì)算公式可用于承載力復(fù)核,為方鋼管-鋼骨混凝土偏壓柱設(shè)計(jì)提供參考。

鋼骨-方鋼管混凝土柱是一種組合柱設(shè)計(jì)模式,采用切線模量理論對(duì)該組合柱軸向受壓穩(wěn)定承載力進(jìn)行分析.以核芯混凝土、方鋼管和鋼骨的應(yīng)力-應(yīng)變模型為基礎(chǔ),通過(guò)縱向變形協(xié)調(diào)和內(nèi)外力平衡條件建立組合柱切線模量臨界載荷的計(jì)算方法.由于核芯混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變模型包含了方鋼管的約束作用,因此該方法體現(xiàn)了組合柱中鋼與混凝土之間的相互影響.7組軸心受壓鋼骨-方鋼管混凝土長(zhǎng)柱和41組方鋼管混凝土長(zhǎng)柱的試驗(yàn)結(jié)果表明,該方法可對(duì)軸壓組合柱的穩(wěn)定承載力給出良好預(yù)測(cè).

介紹了超聲法檢測(cè)鋼管混凝土缺陷的基本原理及缺陷的判別方法,結(jié)合工程實(shí)例,討論了超聲波法在檢測(cè)方形截面鋼管混凝土內(nèi)部缺陷時(shí)測(cè)點(diǎn)的布置方式、檢測(cè)的時(shí)間以及數(shù)據(jù)的處理與判別,指出了在合理布置測(cè)點(diǎn)的情況下超聲法檢測(cè)混凝土缺陷的方法同樣適用于方鋼管內(nèi)部混凝土缺陷的檢測(cè),在遵循《超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程》cecs21∶2000的基礎(chǔ)上進(jìn)一步推廣了超聲檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用范圍。

作者按照正常配筋澆筑了13根鋼筋混凝土梁,在部分梁彎剪段側(cè)立面保護(hù)層內(nèi)按照不同尺寸開(kāi)槽,在槽內(nèi)嵌入碳纖維增強(qiáng)塑料板條(carbonfiberreinforcedplastic,簡(jiǎn)稱(chēng)cfrp),用專(zhuān)用樹(shù)脂對(duì)槽道進(jìn)行充填,并對(duì)這些梁進(jìn)行彎曲試驗(yàn).研究表明,內(nèi)嵌碳纖維增強(qiáng)塑料板條加固的混凝土梁與對(duì)比梁相比,其極限承載力提高了18.8%~45.8%.本文在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上并結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究成果,提出了內(nèi)嵌纖維增強(qiáng)塑料加固混凝土梁斜截面承載力的實(shí)用計(jì)算公式,并與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,兩者吻合較好.

碳纖維增強(qiáng)地聚合物混凝土的shpb試驗(yàn)研究——碳纖維增強(qiáng)地聚合物混凝土的shpb試驗(yàn)研究　　以礦渣與粉煤灰制備了碳纖維增強(qiáng)地聚合物混凝土(carbonfiberreinforcedgeopolymericconcrete，cfrgc)；采用1oo分離式霍普金森壓桿(shpb)試驗(yàn)裝置，研究了不同碳纖維...

碳纖維增強(qiáng)聚合物加固混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展綜述——介紹了碳纖維增強(qiáng)聚合物(cfrp)材料的性能、特點(diǎn)，在混凝土結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域的應(yīng)用及方法．綜述了此種新型加固方法在國(guó)內(nèi)外的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀。并指出今后的發(fā)展趨勢(shì)．利用cfrp對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)加固是一種新型的加固技術(shù)．c...

以礦渣與粉煤灰制備了碳纖維增強(qiáng)地聚合物混凝土(carbonfiberreinforcedgeopolymericconcrete,cfrgc);采用100分離式霍普金森壓桿(shpb)試驗(yàn)裝置,研究了不同碳纖維摻量的cfrgc在不同應(yīng)變率下的沖擊壓縮強(qiáng)度與能量吸收的應(yīng)變率效應(yīng),以及碳纖維摻量對(duì)cfrgc強(qiáng)度與吸能特性的影響;改進(jìn)了波形整形技術(shù),以滿足恒應(yīng)變加載的要求.結(jié)果表明:厚度為1mm,直徑分別為20,22,25,27,30mm的h62黃銅波形整形器可以較好地實(shí)現(xiàn)shpb試驗(yàn)過(guò)程中的恒應(yīng)變率加載,且試驗(yàn)結(jié)果可靠;cfrgc屬于應(yīng)變率敏感材料,其沖擊壓縮強(qiáng)度與能量吸收特性均表現(xiàn)出近似的應(yīng)變率線性相關(guān)性,強(qiáng)度的應(yīng)變率敏感值為47.8s-1;碳纖維對(duì)地聚合物混凝土的強(qiáng)度特性具有良好的改善效果,且該效果隨著平均應(yīng)變率的增加而增強(qiáng);碳纖維的相對(duì)最佳摻量為0.2%(體積分?jǐn)?shù)).

為了進(jìn)一步研究方鋼管-鋼骨高強(qiáng)混凝土軸心受壓短柱的特性,綜合考慮鋼骨存在對(duì)混凝土的影響,修正了方鋼管混凝土核心約束混凝土應(yīng)力-應(yīng)變模型;采用纖維模型法編制了非線性分析程序,計(jì)算了荷載-縱向應(yīng)變關(guān)系曲線,并與有關(guān)文獻(xiàn)的試驗(yàn)曲線進(jìn)行了對(duì)比,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合得很好.最后,通過(guò)對(duì)大量計(jì)算結(jié)果的回歸分析,得出了實(shí)用的軸壓短柱承載力計(jì)算公式.

方鋼管混凝土軸壓短柱承載力影響因素分析——在確定鋼材的本構(gòu)關(guān)系和核心混凝土的本構(gòu)關(guān)系的基礎(chǔ)上，采用大型通用有限元分析程序abaqus建立了軸壓荷載下方鋼管混凝土柱的三維非線性有限元分析模型，分析了構(gòu)件的荷載一變形關(guān)系；通過(guò)算例分析了鋼材強(qiáng)度、混凝土...

在確定鋼材的本構(gòu)關(guān)系和核心混凝土的本構(gòu)關(guān)系的基礎(chǔ)上,采用大型通用有限元分析程序abaqus建立了軸壓荷載下方鋼管混凝土柱的三維非線性有限元分析模型,分析了構(gòu)件的荷載-變形關(guān)系;通過(guò)算例分析了鋼材強(qiáng)度、混凝土強(qiáng)度、寬厚比和套箍系數(shù)對(duì)方鋼管混凝土軸壓短柱荷載-變形關(guān)系曲線的影響。分析結(jié)果表明:混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)構(gòu)件的荷載-變形曲線的形狀影響不大,但隨著混凝土強(qiáng)度的提高,構(gòu)件的承載力有所提高;隨著鋼材強(qiáng)度的提高,構(gòu)件承載力也提高。但承載力提高的百分率隨著鋼材強(qiáng)度的提高而降低。隨著寬厚比的減小,構(gòu)件的承載力提高;套箍系數(shù)對(duì)構(gòu)件的承載力有著較大的影響,改變套箍系數(shù)會(huì)影響構(gòu)件的荷載-變形關(guān)系曲線的形狀。

方形截面鋼管混凝土雙向壓彎構(gòu)件承載力理論分析和簡(jiǎn)化計(jì)算——在合理確定鋼和混凝土應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系模型基礎(chǔ)上，采用數(shù)值方法對(duì)方形截面鋼管混凝土(以下簡(jiǎn)稱(chēng)方鋼管混凝土)雙向彎曲和雙向壓彎構(gòu)件的荷載—變形全過(guò)程關(guān)系進(jìn)行了分析，理論計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良...

收稿日期:2007-11-20 基金項(xiàng)目:遼寧省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金資助項(xiàng)目(jg-200601);遼寧省科技攻關(guān)項(xiàng)目(20060708)· 作者簡(jiǎn)介:趙同峰(1979-),男,遼寧遼陽(yáng)人,東北大學(xué)博士研究生;王連廣(1964-),男,遼寧沈陽(yáng)人,東北大學(xué)教授,博士生導(dǎo)師· 第29卷第10期 2008年10月 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) journalofnortheasternuniversity(naturalscience) vol.29,no.10 oct.2008 方鋼管-鋼骨高強(qiáng)混凝土 軸壓短柱承載力分析 趙同峰 1 ,王連廣 1 ,趙爽 2 (1.東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院,遼寧